อะไรคือพารามิเตอร์หลักของเลเซอร์?

เดอะโมดูลเลเซอร์ในการใช้งานที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน ดังนั้นเราต้องเข้าใจพารามิเตอร์ของเลเซอร์ ซึ่งจะกำหนดทางเลือกของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ของผู้ใช้โดยตรง ปัจจุบัน มีหลายสาขาที่แยกออกจากการประยุกต์ใช้เลเซอร์ไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิต การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และสาขาอื่นๆ บทความนี้จะแยกแยะพารามิเตอร์บางอย่างของเลเซอร์ทั่วไปและให้คำอธิบายง่ายๆ โดยหวังว่าจะช่วยคุณค้นหาผลิตภัณฑ์เลเซอร์ที่เหมาะสม

1. กำลังขับของโมดูลเลเซอร์

แสงที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์มาในรูปของพลังงานแสงซึ่งเป็นแหล่งพลังงานเช่นเดียวกับพลังงานไฟฟ้า เช่นเดียวกับกำลังขับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กำลังขับของเลเซอร์คือปริมาณทางกายภาพที่วัดกำลังขับของเลเซอร์ต่อหน่วยเวลา หน่วยทั่วไปคือมิลลิวัตต์ (mW) วัตต์ (W) และกิโลวัตต์ (kW)

2. ความเสถียรของพลังงานโมดูลเลเซอร์

ความเสถียรของพลังงานแสดงถึงความไม่เสถียรของกำลังเอาท์พุตของเลเซอร์ในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นความเสถียร RMS และความเสถียรแบบจุดต่อจุด

ความเสถียรของ RMS: อัตราส่วนของค่าเฉลี่ยกำลังสองของรูตของค่ากำลังที่สุ่มตัวอย่างทั้งหมดต่อค่ากำลังเฉลี่ยในช่วงเวลาทดสอบ ซึ่งอธิบายถึงระดับการกระจายของกำลังเอาต์พุตจากค่ากำลังเฉลี่ย Peak-to-peak ความเสถียร: กำลังขับสูงสุดและต่ำสุด

เปอร์เซ็นต์ของความแตกต่างระหว่างค่าต่างๆ และค่ากำลังเฉลี่ยแสดงถึงช่วงการเปลี่ยนแปลงของกำลังเอาต์พุตภายในเวลาที่กำหนด

3. ปัจจัยคุณภาพลำแสง (ปัจจัย M²); ผลิตภัณฑ์บีมพารามิเตอร์ (BPP)

ปัจจัยด้านคุณภาพของลำแสงถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของผลคูณของรัศมีเอวของลำแสงเลเซอร์และมุมเบี่ยงเบนระยะไกลของลำแสงต่อผลคูณของรัศมีรอบเอวของลำแสงโหมดพื้นฐานในอุดมคติและมุมเบี่ยงเบนของลำแสงในอุดมคติ โหมดมูลฐาน นั่นคือ M2=θw/θ อุดมคติ w อุดมคติ คุณภาพของลำแสงจะส่งผลต่อเอฟเฟกต์การโฟกัสของเลเซอร์และการกระจายจุดระยะไกล ซึ่งใช้เพื่อกำหนดลักษณะของคุณภาพของลำแสงเลเซอร์ ยิ่งปัจจัยคุณภาพของลำแสงจริงมีค่าใกล้เคียงกับ 1 มากเท่าใด คุณภาพของลำแสงก็จะยิ่งใกล้เคียงกับลำแสงในอุดมคติมากขึ้นเท่านั้น และคุณภาพของลำแสงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว Beam Shapers ต้องใช้เลเซอร์คุณภาพสูงที่มีค่า M2 น้อยกว่า 1.5

ผลิตภัณฑ์พารามิเตอร์ลำแสง (BPP) ถูกกำหนดเป็นผลคูณของมุมเบี่ยงเบนระยะไกลของลำแสงเลเซอร์และรัศมีของจุดที่แคบที่สุดของลำแสง เช่น BPP=θw สามารถวัดมวลของลำแสงเลเซอร์และระดับที่ลำแสงเลเซอร์โฟกัสไปยังจุดเล็กๆ ได้ ยิ่งผลิตภัณฑ์มีพารามิเตอร์ลำแสงต่ำเท่าใด คุณภาพของลำแสงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ความสัมพันธ์ระหว่างค่า BPP และค่า M² คือ: ค่า M² คือค่านอร์มัลไลซ์ของค่า BPP สำหรับบีมจำกัดการเลี้ยวเบนที่มีการทำให้ปกติของความยาวคลื่นเฉพาะ นั่นคือ M²=BPP/BPP0 BPP0 คือค่าของคานจำกัดการเลี้ยวเบนของความยาวคลื่นเฉพาะ และ BPP0=λ/π

4. เลเซอร์เฉพาะจุด (โหมดแนวขวาง)

โหมดตามขวางถูกกำหนดให้เป็นการกระจายของสนามที่เสถียรบนหน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายของเลเซอร์ ลักษณะเฉพาะของจุดเลเซอร์คือการกระจายโหมดตามขวาง การกระจายโหมดตามขวางสามารถจำลองได้โดยเครื่องวิเคราะห์เฉพาะจุดหรือเครื่องวิเคราะห์โปรไฟล์เลเซอร์ เพื่อให้ได้ลักษณะลำแสงบางอย่างของเลเซอร์ โหมดแนวขวางทั่วไป ได้แก่ โหมดแนวขวางพื้นฐาน (TEM), TEM, TEM ฯลฯ รวมถึงโหมดอื่นๆ ดังแสดงในรูปที่ 1 โหมด TEM หมายถึงจุดที่มีความเข้มแสง 0 บนส่วนใน ทิศทาง x และโหมด TEM หมายถึงจุดที่มีความเข้มแสงเท่ากับ 0 บนส่วนในทิศทาง x และ y

5. โมดูลเลเซอร์ เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงเลเซอร์

วิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์รวมถึงวิธีการเจาะรู, การวัดด้วยเครื่องวิเคราะห์ลำแสงเลเซอร์ (CCD), วิธีคมมีด เป็นต้น

วิธีการเจาะรู: โดยทั่วไปวิธีนี้จะไม่ใช้ เนื่องจากเป็นการยากที่จะทำให้รูและคานเป็นศูนย์กลางในการทดลอง และไม่สามารถรับประกันความแม่นยำของผลการทดลองได้

การทดสอบเครื่องวิเคราะห์โปรไฟล์เลเซอร์ (CCD): สามารถรับประกันความถูกต้องของผลการทดสอบได้ ผลลัพธ์ของวิธีการคำนวณสี่วิธีสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์จะแสดงอยู่ในอินเทอร์เฟซของซอฟต์แวร์ (ดังแสดงในรูปที่ 2) วิธีการกำหนดที่ใช้บ่อยที่สุดคือ 13.5 เปอร์เซ็นต์ (1/e²) ของค่าสูงสุด แต่วิธีนี้ก็มีข้อบกพร่องเช่นกัน สำหรับเลเซอร์กำลังสูง ปรากฏการณ์ความอิ่มตัวของ CCD เช่น การใช้ตัวลดทอน อาจทำให้ลำแสงผิดรูป

วิธีคมมีดเป็นวิธีที่เหมาะสำหรับการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์ของเลเซอร์กำลังสูง ใช้เลเซอร์ภายใต้การทดสอบผ่านพลังงานแสงขอบใบมีด 10 เปอร์เซ็นต์ของพิกัดตำแหน่งขอบพลังงานทั้งหมดของ x ใช้เลเซอร์ภายใต้การทดสอบผ่านพลังงานแสงขอบใบมีด 90 เปอร์เซ็นต์ของพิกัดตำแหน่งขอบพลังงานทั้งหมดของ x สามารถวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์=1.561 x|| x - x (รวมถึง 1.561 เป็นค่าที่เหมาะสม)

เหตุผลที่เราใช้ไม้บรรทัดหรือสายตามนุษย์ในการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์ของแสงที่มองเห็นได้นั้นใหญ่กว่าที่วัดโดยเครื่องวิเคราะห์โปรไฟล์เลเซอร์ระดับมืออาชีพ เป็นเพราะพลังงานเลเซอร์มีความเข้มข้นและเข้มข้น และจะมีการเบี่ยงเบนบางอย่าง เมื่อเลเซอร์กระทำกับวัตถุ อย่างไรก็ตาม โดยปกติจะใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์ที่ความเข้มสูงสุด (13.5 เปอร์เซ็นต์) เป็นผลการวัดเมื่อใช้เครื่องวิเคราะห์โปรไฟล์เลเซอร์ในการวัด ดังนั้นผลลัพธ์จะค่อนข้างเล็ก

6. ขีดจำกัดการเลี้ยวเบน

จุดวัตถุที่ผ่านระบบออปติคัลสามารถรับภาพที่สมบูรณ์แบบภายใต้สภาวะที่เหมาะสม แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะก่อตัวขึ้น เนื่องจากข้อจำกัดของการเลี้ยวเบน จุดวัตถุนี้สามารถรับภาพการเลี้ยวเบนของเฟราน์โฮเฟอร์ได้ ศักยภาพของการโฟกัสลำแสงเลเซอร์ไปยังจุดเล็กๆ ภายใต้ความยาวคลื่นหนึ่งๆ นั้นสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือคุณภาพของลำแสงเลเซอร์นั้นเหมาะสมที่สุด และนี่คือขีดจำกัดการเลี้ยวเบน รูรับแสงของแสงทั่วไปเป็นวงกลม ดังนั้นภาพการเลี้ยวเบนของเฟราน์โฮเฟอร์ที่เกิดขึ้นจึงเป็นจุดที่โปร่งสบาย ในกรณีนี้ ภาพที่เกิดจากแต่ละจุดของวัตถุจะเป็นจุดที่กระจายแสง เมื่อจุดสองจุดอยู่ใกล้กันจึงแยกแยะได้ยาก ดังนั้นการจำกัด ความละเอียดของระบบออปติคัล และยิ่งจุดใหญ่ความละเอียดยิ่งต่ำ นี่คือการเลี้ยวเบนของแสงที่เกิดจากข้อจำกัดของออปติกกายภาพ

สำหรับลำแสงเลเซอร์ สูตรเส้นผ่านศูนย์กลางจุดจำกัดการเลี้ยวเบน: คือ d=4LλM²/πD โดยที่ L คือระยะการทำงาน λ คือความยาวคลื่นของลำแสงเลเซอร์ M² คือปัจจัยด้านคุณภาพของลำแสงเลเซอร์ และ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์

7. การมอดูเลตด้วยเลเซอร์

การมอดูเลตด้วยเลเซอร์คือการใช้แสงเป็นพาหะ โหลดสัญญาณบนแสง ตามความต้องการของแอปพลิเคชัน และการส่งสัญญาณ การมอดูเลตทั่วไปแบ่งออกเป็นการมอดูเลตภายนอกและการมอดูเลตภายใน การมอดูเลตภายนอกหมายถึงการมอดูเลตเชิงกลภายนอกด้วยเลเซอร์หรือการมอดูเลตอะคูสติกออปติก การมอดูเลตภายในหมายถึงการมอดูเลตที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงาน และการมอดูเลตภายในแบ่งออกเป็นการมอดูเลตแบบ TTL และการมอดูเลตแบบอะนาล็อก

การมอดูเลต TTL: เมื่อสัญญาณ DC ระดับสูงและต่ำ (0V หรือ 5V) ของความถี่หนึ่งป้อนเข้าไปยังเลเซอร์จากภายนอก แสงจะปิดที่ระดับต่ำ และแอมพลิจูดระดับสูงจะไม่สามารถปรับได้ ในระดับสูง

การมอดูเลตแบบอะนาล็อก: รูปคลื่นและแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุตสามารถปรับได้อย่างอิสระ กำลังเอาท์พุตของเลเซอร์จะเปลี่ยนเป็นเส้นตรงกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าอะนาล็อกอินพุต

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับสินค้าคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด